PtRu/C和PtNi/C催化剂合成及其对甲醇氧化的电催化性能

采用微波多元醇法合成PtRu/C和PtNi/C催化剂,利用透射电镜（TEM）和X-射线衍射仪（XRD）对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果表明,在催化剂中PtRu和PtNi合金纳米粒子的平均粒径分别为2.7和3.0 nm,粒径均匀,并高度均匀地分散在碳载体上.电化学测试结果表明,与Pt/C催化剂相比,PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇的电化学氧化具有更低的起始电位和更稳定的极化电流,说明PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇氧化具有更稳定的电催化性能和更好的抗CO中毒性能.这是由于合金催化剂中的Ru和Ni可以在较低的电位下与其表面吸附水形成含氧物种,使Pt表面吸附的CO等中间物氧化为CO2,避免了催化剂的CO中毒.     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/SWCNTs的制备表征及其活性评价

以单壁碳钠米管(SWCNTs)为载体,采用液相化学还原法制备了不同反应温度下的PtRu/SWCNTs(Pt和Ru的质量分数分别为20%和10%)甲醇阳极催化剂.通过X射线衍射(XRD)和数学模型考察和计算了PtRu/SWCNTs催化剂的粒径、晶格参数和表面积.利用循环伏安法对PtRu/SWCNTs(60℃)催化剂的电化学行为和活性进行了评价,并分别与商品PtRu/C(JM)和自制的PtRu/C(60℃)与PtRu/MWCNTs(60℃)催化剂进行了比较.结果表明,反应温度为60℃时,PtRu/SWCNTs催化剂具有较小的粒径和较大的表面积.在相同温度下,PtRu/SWC-NTs(60℃)催化剂比PtRu/C(JM)催化剂具有更低的峰值氧化电位,因而具有较好的甲醇氧化活性.     

甲酸阳极电氧化催化剂的研究

采用碳黑作为载体,水合肼为还原剂,利用化学还原沉积法制备了Pt/C、Pt-Sn/C系列催化剂.催化剂粉末的晶体结构用XRD技术进行了表征.通过循环伏安与电流-电位极化曲线的测量研究了甲酸在不同催化剂所制备的电极上的电催化氧化行为,同时研究了甲酸浓度和催化剂的配比对阳极性能的影响.实验表明,Pt-Sn/C电极的性能在高浓度的甲酸溶液中比较好;与Pt/C电极比较,Pt-Sn/C电极对甲酸的电化学氧化显示出高的活性;Pt-Sn/C催化剂的最佳配比为Pt 20%,Sn 6%.     

PtNi/C催化剂的合成及其对甲醇氧化的电催化性能

用液体多元醇方法合成了PtNi/C纳米电催化剂，并对其进行了XRD和TEM表征.讨论了合成溶液的pH值对铂镍合金纳米粒子的粒径影响.结果表明，随着合成溶液pH值的增加，PtNi合金纳米粒子的粒径变小，并且更加均匀.当合成溶液的pH值为4.0、5.5、7.5和9.0时，铂镍合金纳米粒子的平均粒径分别是4.2、3.7、3.3 和3.0 nm.用循环伏安和恒电位极化表征了PtNi/C纳米电催化剂在室温下对甲醇氧化的电催化性能.结果表明，当合成溶液的pH值为 9.0时，合成的PtNi/C催化剂对甲醇的氧化具有较好的电催化性能，比Pt/C具有更稳定的电催化性能.     

微波合成PtRu/CNTs催化剂及其电催化性能

为了获得有良好电催化活性的碳负载铂钌合金的催化剂，提出一种快速均匀的微波辐射加热的多元醇方法.用氯铂酸和氯化钌的乙二醇溶液为前驱体，碳纳米管（CNTs）为载体，采用该方法合成了PtRu/CNTs电催化剂.利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能量散射X 射线能谱（EDX）对催化剂进行了表征,并用循环伏安实验评价了催化剂对甲醇电化学氧化的电催化活性．结果表明，PtRu合金纳米粒子具有均匀的粒径，在2.0~4.0 nm之间，平均粒径为3.4 nm，并高度分散在CNTs表面．PtRu/CNTs电催化剂对甲醇的电化学氧化具有良好的电催化活性.     

超临界混合流体辅助PtRuNi纳米粒子负载于石墨烯用于乙醇电催化氧化

以氧化石墨(GO)为原料,利用超临界CO2和甲醇混合流体的黏度低、密度可控、表面张力为零等优点,以二甲基铵硼烷(DMAB)为还原剂将GO还原为石墨烯(RGO),并将PtRuNi、PtRu、Pt等金属纳米粒子成功地负载到石墨烯表面。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等方法分析了PtRuNi/RGO等复合物的结构特征,并用电化学的方法比较了PtRuNi/RGO,PtRu/RGO,Pt/RGO与PtRuNi/XC-72,PtRu/XC-72,Pt/XC-72对乙醇氧化的电催化活性。结果显示,所制备的PtRuNi/RGO具有更高的乙醇电催化效能。     

前驱体对Pt/C催化剂性能的影响

采用浸渍热还原法制备了以Pt(NH3)2(NO2)2和Pt(NH3)4C l2为前驱体的两种聚合物电解质燃料电池用Pt/C催化剂:Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2和Pt/C-Pt(NH3)4C l2.以HRSEM、XRD、循环伏安(CV)和旋转圆盘电极(RDE)等方法研究了前驱体对催化剂的影响.结果表明,Pt/C-Pt(NH3)4C l2晶粒团聚,分布不均,电化学活性较低;而Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2晶粒细小,分布均匀,具有更高的电化学催化活性,是浸渍法制备Pt/C催化剂的有效前驱体材料.而且,Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2对CO氧化和O2还原的高活性主要来自于催化剂比表面积的提高,而对甲醇氧化活性的提高,表面存在更多的(110)晶面也是重要因素.     

浸渍还原法对DMFC阳极催化剂的影响

采用三种不同还原方法制备直接甲醇燃料电池PtRu/C阳极催化剂。TEM测试结果显示,乙二醇还原法制备的催化剂具有较小的平均粒径,且催化剂粒子在载体表面分布均匀。循环伏安测试表明,乙二醇还原法和甲醛还原法制备的催化剂具有较低的起始氧化电位和较高的甲醇氧化电流密度。计时电流法试验表明,乙二醇还原法制备的催化剂活性衰减较慢,具有较高的电化学稳定性.     

电催化剂及其对甲酸氧化的电催化性能

采用氨水调节的微波多元醇法合成了Pd/C和Pd2Pt/C催化剂,并使用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果显示,在微波合成的电催化剂中Pd和Pd2Pt纳米粒子具有均匀的粒径,并高度分散在XC-72纳米碳载体上,Pd和Pd2Pt纳米粒子的平均粒径分别为54 和49 nm. 电化学测试结果显示,甲酸在Pd/C催化剂上氧化的起始电位和峰电位大大低于Pt/C催化剂,这是由于甲酸在Pd/C和Pt/C催化剂上不同的氧化途径引起的.结果还显示,甲酸在Pd2Pt/C催化剂和Pd/C催化剂上氧化的起始电位相同,而且在024和080 V有两个分别对应于甲酸在Pd和Pt催化剂的氧化, 说明微波合成的Pd/C和Pd2Pt/C催化剂对甲酸的氧化具有良好的电催化性能.     

超临界CO2/甲醇流体制备PtRu/石墨烯催化剂应用于甲醇氧化

采用一种有效、方便和环境友好的超临界方法将PtRu沉积在热解还原石墨烯上。在超临界CO2作用下,以H2PtCl6和RuCl3作为前驱体的铂钌纳米粒子均匀地分散在石墨烯表面,且平均尺寸为2.87nm。生成的复合材料通过循环伏安法、计时电流法和CO溶出实验来进行研究。与用相同的方法制备的PtRu/炭黑(Vulcan XC-72)复合材料相比,PtRu/膨胀还原石墨烯对甲醇氧化的电催化活性和对CO电氧化活性有了很大的改善。实验结果显示,利用超临界流体可以很容易制备高活性的石墨烯负载型金属电催化剂。